靜力試驗(yàn)是結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的內(nèi)容之一,借以觀察和研究飛行器結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在靜載荷作用下的強(qiáng)度、剛度及應(yīng)力、變形分布情況,是驗(yàn)證飛行器結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和靜力分析正確性的重要手段。全尺寸結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)的加載系統(tǒng)比較復(fù)雜。在20世紀(jì)40年代以前,靜力試驗(yàn)時(shí)將飛機(jī)仰置,用鉛?;蛏傲Qb在袋中模擬機(jī)翼分布載荷;用鐵塊吊在繩索上模擬集中載荷,方法簡(jiǎn)陋。以后改用電動(dòng)機(jī)械加力器或液壓作動(dòng)筒和千斤頂加載。從40年代開始全尺寸結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)都通過(guò)杠桿系統(tǒng)加載,并采用多點(diǎn)協(xié)調(diào)加載系統(tǒng),保證各加載器能按預(yù)定比例加載,在結(jié)構(gòu)破壞時(shí)能自動(dòng)卸載,以避免破壞部位的繼續(xù)擴(kuò)大。70年代至80年代,靜力試驗(yàn)已采用電子計(jì)算機(jī)控制的電動(dòng)液壓伺服系統(tǒng)自動(dòng)閉合回路協(xié)調(diào)加載系統(tǒng),有上百個(gè)加載器、幾百個(gè)加載點(diǎn)、幾百個(gè)測(cè)量通道、幾千個(gè)應(yīng)變片,并用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理。
據(jù)記載,意大利達(dá)·芬奇和伽利略曾先后進(jìn)行過(guò)原始而又簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)。隨著工業(yè)的進(jìn)步,結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)的發(fā)展受到兩方面因素的推動(dòng):一是工程結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜化,需要進(jìn)行更完善的結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn);二是隨著技術(shù)水平的提高,結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)的手段和方法不斷得到改進(jìn)。近年來(lái),結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)有時(shí)和結(jié)構(gòu)斷裂試驗(yàn)結(jié)合起來(lái)。結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)日趨完善,并向大型化方向發(fā)展。例如,在飛行器結(jié)構(gòu)(破壞方式的或非破壞方式的)靜力試驗(yàn)中,將整架飛機(jī)懸掛在分布多區(qū)協(xié)調(diào)加載系統(tǒng)上,模擬飛機(jī)在各種飛行狀態(tài)下和起飛著陸時(shí)的受力情況。這種整機(jī)的結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)是鑒別飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造是否合理的最終鑒定手段。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)、船舶結(jié)構(gòu)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等,也都有了完善的現(xiàn)代化的結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)設(shè)備和方法。內(nèi)容
進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn),須先設(shè)計(jì)和制造結(jié)構(gòu)試驗(yàn)件、支持系統(tǒng)和加載裝置,然后進(jìn)行安裝并同測(cè)量位移、應(yīng)變和載荷的儀器一起調(diào)試。調(diào)試完畢后,可按下述2步進(jìn)行試驗(yàn):①預(yù)試驗(yàn)階段。按一定程序逐級(jí)緩慢地加一不大的載荷,對(duì)位移和應(yīng)變測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)和監(jiān)視,找出結(jié)構(gòu)承力和變形的基本趨勢(shì),并檢驗(yàn)試驗(yàn)件、支持系統(tǒng)、加載裝置和測(cè)量設(shè)備的可靠性;②正式試驗(yàn)階段。先取預(yù)計(jì)載荷的5%~10%為初始載荷,測(cè)量初始應(yīng)力、應(yīng)變和位移。然后按一定程序逐級(jí)、均勻、緩慢地加載,并逐次測(cè)量和記錄各應(yīng)變測(cè)量點(diǎn)、位移測(cè)量點(diǎn)和載荷測(cè)量點(diǎn)的數(shù)據(jù)。同時(shí),仔細(xì)觀察試件,直至達(dá)到預(yù)定的載荷(如設(shè)計(jì)載荷、使用載荷等)或預(yù)定的試驗(yàn)狀態(tài)(如試驗(yàn)件破壞或變形過(guò)大而無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)的狀態(tài))。正式試驗(yàn)有時(shí)須反復(fù)多次。最后檢驗(yàn)試驗(yàn)件,細(xì)察其殘余變形和破壞情況,并對(duì)記錄的位移、應(yīng)變和載荷等數(shù)據(jù)作數(shù)據(jù)處理和誤差分析,以得出科學(xué)的試驗(yàn)結(jié)論。(有修改)